[論文レビュー] General Ether Theory

I. Schmelzer|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2000

Quantum Mechanics and Applications参考文献 55被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、絶対的時間とユークリッド空間を備えたニュートン的時空における古典的エーテルから導かれる計量的重力理論、一般エーテル理論（GET）を提唱する。ΥとΞを含む項を含む修正されたラグランジアンを導入することで、Ξ, Υ → 0 の極限において一般相対性理論が再現されるとともに、ブラックホールの代わりに安定した凍結星、ビッグバン特異性の代わりにビッグバンのbounce、自然なダークマター項の予測が可能となる。この理論はアインシュタイン等価原理を支持し、原子的エーテルを介した一貫した量子化の枠組みを提供する。これにより、ローレンツ不変な観測量を保ちつつ、優先フレームを維持することができる。

ABSTRACT

The paper is an introduction into General Ether Theory (GET). We start with few assumptions about an universal "ether" in a Newtonian space-time which fulfils ∂tρ + ∂i (ρvi) = 0 ∂t(ρvj)+∂i(ρvivj+pij = 0 For an "effective metric" gµν we derive a Lagrangian where the Einstein equivalence principle is fulfilled: L = LGR - (8πG)-1(Υg00 - Ξ(g11 + g22 + g33))√-g We consider predictions (stable frozen stars instead of black holes, big bounce instead of big bang singularity, a dark matter term), quantization (regularization by an atomic ether, superposition of gravitational fields), related methodological questions (covariance, EPR criterion, Bohmian mechanics).

研究の動機と目的

• 絶対的時間とユークリッド空間を備えたニュートン的時空における古典的エーテルに基づく計量的重力理論の構築。
• エーテルの力学的性質と保存則に関する基本的仮定から、アインシュタイン等価原理を導出すること。
• 原子的エーテルを導入することで、特異性を正則化する一貫した重力の量子化の枠組みを提供すること。
• ボーム力学と重力を調和させるために、根本的に優先フレームを保ちつつ、ローレンツ不変な観測量を維持すること。
• 基本的ローレンツ不変性の仮定に反論し、優先フレームが量子的および相対論的予測と両立可能であることを示すこと。

提案手法

• 密度ρと速度viを有する古典的エーテルの連続の式および運動量方程式から、有効な計量gμνを導出する。
• L = LGR − (8πG)−1(Υg00 − Ξ(g11 + g22 + g33))√−g というラグランジアンを構築する。ここでLGRはアインシュタイン＝ヒルベルト作用である。
• ラグランジュ形式を用いてアインシュタイン等価原理を導出し、Ξ, Υ → 0 の極限で理論が一般相対性理論に還元されることを示す。
• 量子重力を正則化するために原子的エーテルモデルを導入し、移動するグリッドを用いて離散的保存則と制約を定義する。
• ボーム力学を場の理論的枠組みに適用し、波動汎関数を用いて優先基準系内での場の配置をガイドする。
• デコherenceと量子的均衡を用いて、根本的なローレンツ対称性の破れにもかかわらず、ローレンツ不変な観測量が出現することを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 絶対的時間を持つニュートン的時空における古典的エーテルが、適切な極限においてアインシュタイン等価原理と一般相対性理論を再現する理論を生み出すことができるか？
• RQ2 ローレンツ不変な観測量を損なわずに、相対論的量子理論において優先フレームを一貫して維持することは可能か？
• RQ3 古典的エーテル枠組み内で、ダークマターを説明し、宇宙論的特異性を回避するために、アインシュタイン＝ヒルベルト作用にどのような修正が必要か？
• RQ4 根本的な優先フレームを保ちつつ、ボーム力学を量子重力に一貫して一般化することは可能か？
• RQ5 ベルの不等式の破れが、決定論的かつ実在的解釈における優先フレームの存在を支持する根拠となるのはなぜか？

主な発見

• ラグランジアン L = LGR − (8πG)−1(Υg00 − Ξ(g11 + g22 + g33))√−g は、Ξ, Υ → 0 の極限で一般相対性理論を再現するが、安定した凍結星やビッグバンのバウンス宇宙論といった新たな物理的効果を導入する。
• 理論はブラックホール特異性の欠如を予測し、エーテルの存在に起因するイベントホライズン形成の破綻により、安定した凍結星に置き換えられる。
• 修正されたラグランジアンから自然に新しいダークマター項が出現し、新たな場を仮定することなく、幾何的起源のダークマターを提供する。
• 原子的エーテルモデルによる量子化により理論が正則化され、移動するグリッド上での保存則が維持され、一貫した正準量子化手順が可能になる。
• ボーム力学はGETにおける量子重力の一貫した解釈を提供し、優先フレームが根本的である一方で、量子的均衡とデコherenceのおかげで観測量はローレンツ不変のままである。
• ベルの不等式の破れは、優先フレームと矛盾しない。確率測度|ψ|²は一つのフレームでのみ定義されるが、異なる時間や参照系においてもすべての量子予測を再現する。